武汉市孕妇孕期NO2暴露与胎儿生长及妊娠期糖尿病关系研究

摘要

目的：
　　（1）构建武汉市二氧化氮（Nitrogen dioxide,NO2）暴露浓度的土地利用回归（Land use regression model,LUR）模型，用于估计个体NO2长期暴露水平。
　　（2）探讨孕妇孕期NO2暴露水平与胎儿宫内生长指标及新生儿出生体格指标间的关系。
　　（3）探讨孕妇孕期NO2暴露水平与妊娠期糖尿病（Gestational diabetes mellitus,GDM）及口服葡萄糖耐量试验（Oral glucose tolerance test,OGTT）检查时血糖值间的关系。
　　方法：
　　（1）收集武汉市环境保护局公布的2013年1月1日~2015年12月31日NO2监测数据并作为因变量，收集武汉市土地利用、海拔高度、人口密度和道路总长度数据并作为预测变量，采用多元逐步回归方法构建年度和月度LUR模型。采用留一交叉验证法（Leave-one-out-cross-validation,LOOCV）对模型的精度进行评价。
　　（2）采用已构建的月度LUR模型，根据研究对象的家庭住址分别计算孕0~22周、孕0~32周及整个孕期的平均NO2暴露水平。通过超声检查测量孕中期、孕晚期的胎儿双顶径、头围、腹围、股骨长、肱骨长和体重，出生体重和出生身长在出生时由助产士在产房测量。采用半定量调查问卷去获得孕妇年龄、文化程度等协变量信息。采用多元线性回归模型来分析孕期NO2暴露水平与胎儿生长指标间的关系，采用混合效应模型方法对重复测量数据进行分析，采用分层分析探索可能存在的效应修饰作用。
　　（3）采用已构建的月度LUR模型，根据研究对象的家庭住址计算孕0~22周的NO2暴露水平。GDM诊断信息来源于孕中期OGTT检查，采用半定量调查问卷去获得母亲年龄、民族等有关的协变量信息。采用多元线性回归模型来分析孕妇孕0~22周NO2暴露水平与血糖值间的关系，采用多元Logistic回归模型来分析孕妇孕0~22周NO2暴露水平与GDM间的关系，采用分层分析探索可能存在的效应修饰作用。
　　结果：
　　（1）共收集了武汉市10个空气质量监测站的日均NO2监测数据。我们分别构建了2013年、2014年和2015年武汉市年度LUR模型，该模型显示武汉市NO2浓度主要与所在地半径2千米缓冲区内的植被地面积、水体面积、裸地面积及半径5千米缓冲区内的农用地面积相关。3个年度LUR模型的调整R2大小为0.84至0.86，提示模型能解释大部分的变异。LOOCV检验的调整R2大小为0.45至0.67，提示模型具有较好的拟合精度。此外，因不同季节的NO2浓度差异较大，为降低测量误差，我们根据各监测站每个月NO2浓度对年度LUR模型进行了校正，共构建了36个月度LUR预测模型，其调整R2大小为0.50至0.93，LOOCV检验的调整R2为0.41至0.69，显示月度LUR模型也具有较好的拟合精度。
　　（2）2172名孕妇被邀请参加本研究，共有1001名孕妇被纳入研究分析，其整个孕期的NO2暴露水平平均为61.16μg/m3。在调整了母亲年龄、身高、孕前体重、文化程度、吸烟、饮酒、超声检查孕周、民族、家庭人均月收入和是否服用叶酸后，随着母亲孕0~22周NO2暴露水平每上升10μg/m3，孕中期胎儿的双顶径、头围、腹围、股骨长、肱骨长和体重分别下降0.40（95％CI:-0.56,-0.24）毫米、1.04（95%CI:-1.57,-0.52）毫米、1.01（95%CI:-1.55,-0.47）毫米、0.24（95%CI:-0.36,-0.12）毫米、0.12（95%CI:-0.23,-0.01）毫米和7.69（95%CI:-11.43,-3.95）克，差异均有统计学意义（均P<0.05）。随着孕0~32周NO2暴露水平每上升10μg/m3，孕晚期胎儿的双顶径、头围分别下降0.28（95%CI:-0.52,-0.04）毫米和0.76（95%CI:-1.41,-0.10）毫米，差异均有统计学意义（均P<0.05）。分层分析结果显示，母亲孕期NO2暴露对女孩孕中期的头围、股骨长和体重的影响均比对男孩的影响更强；在吸烟的母亲中，NO2暴露对胎儿孕晚期体重的影响比在不吸烟的母亲中更强，交互作用均有统计学意义（均P<0.05）。混合效应模型分析结果显示，随着母亲孕0~22周或孕0~32周NO2暴露水平的上升，胎儿的双顶径、头围、腹围、股骨长均显著下降，差异均有统计学意义（均P<0.05）。
　　（3）2172名孕妇被邀请参加本研究，共有1050名孕妇被纳入研究分析，其孕0~22周的NO2暴露浓度平均为64.29μg/m3。在调整了年龄、孕前体质指数（Body mass index,BMI）、文化程度、吸烟、饮酒、OGTT检查孕周、民族、家庭人均月收入、糖尿病家族史和是否服用叶酸后，随着孕0~22周NO2暴露水平每增加10μg/m3，空腹、OGTT检查一小时和两小时血糖值分别上升0.02（95%CI:0.01,0.03）mmol/L、0.23（95%CI:0.16,0.29）mmol/L和0.14（95%CI:0.09,0.19）mmol/L，GDM发病风险上升41%（OR:1.41,95%CI:1.19,1.69）。分层分析结果显示，NO2暴露对GDM发病风险的影响在年龄≥30岁的孕妇中比在年龄<30岁的孕妇中更大，在有糖尿病家族史的孕妇中比在无糖尿病家族史的孕妇中更大，交互作用均有统计学意义（均P<0.05）。此外，通过曲线拟合，我们观察到孕期NO2暴露水平与血糖值间存在J型正相关，临界值约在80μg/m3，在NO2暴露浓度超过80μg/m3时，血糖值随孕期NO2暴露水平升高而升高的趋势更加明显。
　　结论：
　　（1）我们所构建的LUR模型能较好地预测武汉市NO2长期暴露水平。
　　（2）母亲孕期NO2暴露水平与胎儿孕中期、孕晚期的生长指标间均存在着显著的负相关关系。
　　（3）孕妇孕期NO2暴露会导致空腹、OGTT检查1小时和2小时血糖值升高，还可导致GDM发病风险上升。

目录

声明

全文缩写词

前言

第一部分 基于土地利用回归技术评估孕期NO2暴露水平的方法研究

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 小结

第二部分 孕期NO2暴露水平与胎儿生长的关系研究

1 对象与方法

2 结果

3 讨论

4 小结

第三部分 孕期NO2暴露水平与妊娠期糖尿病的关系研究

1 对象与方法

2 结果

3 讨论

4 小结

研究结论

1. 我们所构建的LUR模型能较好地预测武汉市NO2长期暴露水平

2. 母亲孕期NO2暴露水平与胎儿宫内生长指标间存在着显著的负相关

3. 孕妇孕期NO2暴露水平与GDM发病风险间存在相关

创新点与局限性

创新点

局限性

参考文献

综述：空气污染对妊娠不良结局的影响研究进展

附录1

附录2

附录3

致谢